Tungsten kerap ditemukan di alam bersamaan dengan unsur dan mineral lainnya seperti timah, molibdenum, dan juga bismuth; lantas, keberadaannya tidak selalu berbentuk logam murni. Dalam tabel periodik, tungsten memiliki lambang “W” dan memiliki nomor atom 74. Uniknya, tungsten di alam diekstraksi dari dua mineral (ore) utama, yakni scheelite (CaWO4) dan wolframite (Fe, Mn)WO4. Pada tahun 1847, berkat paten yang diberikan kepada Robert Oxland, tungsten akhirnya mulai digunakan secara massal dalam dunia industri dan manufaktur.

Tungsten kerap dikenal dengan tingkat kekerasannya yang cukup tinggi (dikalahkan hanya oleh material seperti berlian dan grafena atau graphene), dan hal ini tentunya bukan tanpa alasan, kawan UNDIRA. Tungsten memiliki rekor titik lebur dan titik leleh yang relatif tinggi, lebih dibandingkan logam lainnya, dengan ketahanan suhu mencapai kisaran 3.422 derajat Celsius atau 6.192 Fahrenheit, sedangkan material seperti titanium hanya dapat mencapai titik lebur sebesar 1.668 derajat Celsius. Tungsten juga dikenal sebagai salah satu material dengan tingkat kepadatan (density) tertinggi, mencapai hingga 19,25 g/cm³ atau 19,250 kg/m³. Hal ini juga menjadikannya sebagai logam yang cukup berat. Tungsten murni juga dikenal memiliki tingkat ketahanan terhadap goresan yang cukup tinggi, mencapai skor 7,5 dalam skala Mohs (for the record, tungsten karbida, yakni tungsten yang dimanufaktur dengan karbon, mampu mencapai skor 8,5, mendekati tingkat kekerasan Mohs berlian yang memiliki nilai sebesar 9 s.d. 10). Tungsten juga dikenal memiliki daya hantar panas serta listrik yang cukup baik (meskipun tidak seoptimal tembaga). 

Dari sudut pandang kimiawi, tungsten juga dikenal dengan ketahanannya terhadap mayoritas asam, basa, dan air yang dapat menyebabkan korosi pada logam pada umumnya. Tungsten juga tidak akan bereaksi  dengan oksigen pada temperatur ruangan yang stabil, yang artinya jika ditempatkan di ruang mana pun, ia tidak akan retak atau menua (namun jika dioksidasi melalui panas, ia akan menjadi bubuk kuning yang disebut tungsten oksida WO₃). Beberapa uraian tersebut menegaskan posisi tungsten sebagai logam bernilai tinggi, dan bukan logam abal-abal.

Proses manufaktur tungsten memiliki proses step-by-step yang dapat dikatakan berintensitas tinggi. Tahap pertama umumnya melibatkan proses penghancuran ore dan juga pemisahan tungsten dari logam lainnya menggunakan metode magnetic separation atau meja goyang untuk mendapatkan tungsten murni. Selanjutnya, tungsten dioksidasi untuk mendapatkan bubuk tungsten trioksida (WO₃), yang kemudian dapat dimurnikan. Setelahnya, tungsten trioksida akan memasuki proses reduksi menggunakan gas hidrogen untuk menjadi bubuk logam tungsten murni, dan kemudian dicampur dengan karbon (jika manufaktur ingin membuat tungsten karbida), lalu proses selanjutnya melibatkan pemadatan dan sintering serbuk logam menggunakan panas di bawah titik leburnya (sekitar 2.000-2.500 derajat Celsius). Pada akhir proses, tungsten yang telah disinter akan mengalami proses pembentukan mekanis panas menggunakan metode swaging, rolling, dan penempaan (forging). Hasil akhir manufaktur tungsten dapat dilihat pada berbagai alat dan perkakas seperti; tabung CT scan, komponen rudal dan roket, sekaligus peluru penembus baja dan mata bor (umumnya menggunakan tungsten karbida).

Oke, kita paham bahwa tungsten memiliki cukup banyak keunggulan, tetapi sebagai material pada umumnya, tentu tungsten memiliki kelemahan. Pertama, tungsten memiliki sifat yang cukup getas (brittle). Namun, hal ini bukanlah disebabkan oleh struktur mikroskopisnya yang berbentuk BCC (Body-Centered Cubic), yang sebenarnya jauh lebih renggang daripada logam seperti emas dan tembaga yang memiliki struktur FCC). Sifat getas tungsten datang dari ikatan antar-atomnya yang sangat kuat sehingga membuatnya sulit dibentuk pada suhu ruang. Kedua, tungsten tergolong berat. Sebagai aksesori, bobotnya lebih berat daripada berlian karena tingkat kepadatannya. Ketiga, titik leburnya yang sangat tinggi membuat proses pembuatannya membutuhkan energi besar serta tungku dan peralatan yang sangat khusus. Akibatnya, biaya dan kebutuhan energi produksinya tinggi, sehingga prosesnya kurang ekonomis dan kurang ramah lingkungan. 

Pada segmen material study 101 kali ini, kita mempelajari bersama bahwa tungsten, meskipun mendekati kualitas berlian, tetap bukanlah tingkatan tertinggi material manufaktur sebagaimana yang kita ekspektasikan awalnya setelah melihat material seperti baja dan titanium. Bagi kawan UNDIRA yang tertarik pada dunia studi mekanikal dan manufaktur, Teknik Mesin Universitas Dian Nusantara (UNDIRA) menawarkan fasilitas pembelajaran komprehensif melalui laboratorium fisika, di mana mahasiswa dapat mendapatkan hands-on training dari dosen-dosen kompeten UNDIRA, become the best engineer ever! 

Sumber Referensi:

Cube Chemistry, YouTube - Why Tungsten is ALMOST impossible to destroy?

TGPrecision tools - Apa itu tungsten karbida dan bagaimana cara membuatnya?

Seather Technology - Tungsten vs Baja Tahan Karat: Apa Perbedaannya?

Max-Planck Institute for Plasma Physics - Brittle material toughened – tungsten-fibre-reinforced tungsten

Elsevier Overview - Yang, Shiaoseng. 2018. Beneficiation studies of tungsten ores – A review. Volume 125 Minerals Engineering.